一种玉米秸秆高价值综合利用的方法
专利汇可以提供一种玉米秸秆高价值综合利用的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种玉米秸秆的综合利用方法，是以玉米秆为原料，通过连续的成套工艺联产 乙醇 、 纤维 、木质素、果胶、木糖和 酵母 的方法；具体讲，是先将玉米秆利用酸解法将其中的多糖、果胶、 淀粉 等可降解物降解为可溶性物质 水 溶液，实现渣料与可降解物的分离，然后将得到的可溶性物质水溶液用于 发酵 提取 燃料 乙醇 、果胶、木糖，分离得到的渣料再用 有机 溶剂 法生产纤维和木质素。本发明所述的方法通过综合利用玉米秸秆资源，联合生产乙醇、纤维、木质素、果胶、木糖和酵母，从而分摊玉米秸秆的综合利用成本，实现生产过程污染物零排放，提高玉米秸秆资源利用效率。，下面是一种玉米秸秆高价值综合利用的方法专利的具体信息内容。
1.一种玉米秸秆的综合利用方法，是以玉米秆为原料，通过连续的成套工艺联产乙醇、纤维、木质素、果胶、木糖和酵母的方法；具体讲，是先将玉米秆利用酸解法将其中的多糖、果胶、淀粉等可降解物降解为可溶性物质水溶液，实现渣料与可降解物的分离，然后将得到的可溶性物质水溶液用于发酵提取燃料乙醇、果胶、木糖，分离得到的渣料再用有机溶剂法生产纤维和木质素。
2.权利要求1所述的方法，具体包括以下步骤：
a)将采收到的玉米秸秆去叶后粉碎成长度小于2厘米的丝状，加入质量浓度为4-10%的稀糖汁，稀糖汁中含有5‰质量浓度的硫酸，加入的稀糖汁与秸秆体积比为2~5︰1，将得到的混合物料制成超过80目的浆料，并控制浆料中的水含量在85%以下，将浆料温度升至
70~100℃，保持25~40分钟，完成玉米秸秆第一次酸解，使玉米秸秆中的果胶充分溶解进入稀糖汁；将浆料分离成含水50%的渣料1和富含果胶和糖汁的水溶液1；
b)在步骤a)得到的渣料1中加入其体积2~5倍的质量浓度为4-10%的稀糖汁，稀糖汁中含有5‰质量浓度的硫酸，浸泡15~30分钟，然后使渣料温度升至115~125℃，保持60~90分钟，完成二次酸解，使渣料中的淀粉、半纤维素、多糖充分降解；待渣料温度降至100℃以下时，将处理后的浆料分离成渣料2和富含降解糖的水溶液2；
c)将步骤b)得到的渣料2按体积1︰1加入清水浸泡，待渣料中糖汁充分浸出后，进行渣液分离，获得糖汁酸液1和渣料3；
d)将步骤c)得到的渣料3加入其体积5~7倍的30%浓度的乙醇，再按1g/L的比例向渣料3和乙醇的混合物中添加KOH催化剂，混匀后，使物料温度上升至100℃，保持60~90分钟，完成渣料3的醇解过程，使渣料3中的木质素充分降解；待物料温度降至50℃以下，分离得到渣料4和木质素溶液；
e)将步骤d)得到的渣料4用30%乙醇萃取残留木质素，得到萃取液和纤维素；去除并回收步骤d)获得的木质素溶液中的乙醇，得到析出有木质素的水溶液，再经常规处理获得木质素；
f)在步骤a)获得的富含果胶和糖汁的水溶液1中加入活性炭进行脱色，活性炭加入的比例占步骤a)所述的玉米秸秆干物质重量的4~7%，脱色后过滤获得活性炭渣1和滤液，滤液中按滤液体积的1.5倍加入95%乙醇，使果胶变成絮状物析出，完成果胶醇析，得到富含果胶絮状物的浆液，再经固液分离得到溶液3和果胶固形物；溶液3经蒸馏后回收乙醇，剩余为糖汁酸液2；
g)将步骤b)获得的富含降解糖的水溶液2和步骤f)获得的糖汁酸液2混合得到混合糖汁，控制其中糖浓度为16~20%，在每升混合糖汁中加入：生成0.5~1.5g的(NH4)2SO4所需的氨水、8~12g的MgSO4、2~6g的KH2PO4和2~6g的CaCl2，再加入熟石灰调节糖汁pH至4~5；
h)取步骤g)调制好的糖汁溶液的少部分，稀释成糖度为2%的水溶液，加入糖质酒精安琪酵母，加入的糖质酒精安琪酵母是步骤g)得到的糖汁溶液总重量的1/万，无菌风增氧条件下进行酵母扩繁1~3小时；然后将扩繁后的酵母加入步骤g)调配好的剩余糖汁中，充分混合，厌氧发酵20~48小时，检测残余还原糖含量，当还原糖含量小于0.5%并连续3次检测维持不变时，酒精发酵结束，得到活酵母沉淀物和清液1，清液1经蒸馏得到40%v/v的粗酒和醪液；
i)步骤h)蒸馏后得到的醪液，按其中干物质重量的4~7%加入活性炭，完成醪液的脱色，过滤获得清液2和活性炭渣2；去除清液2中的带电盐分离子，然后经浓缩、降温、加晶核、结晶、干燥，获得木糖结晶粉；将步骤f)得到的活性炭渣1与本步骤得到的所有废弃物混合，得到液体肥料。
3.权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤f)中，得到的果胶固形物进一步经清洗、干燥、粉碎后获得果胶粉。
4.权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤h)中，得到的粗酒进一步通过常规方法制备得到燃料乙醇。
5.权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤i)所述的去除清液2中的带电盐分离子通过离子交换和纳米超滤的方法完成。
6.权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤i)所述的本步骤得到的所有废弃物包括活性炭渣2、去除清液2中的带电盐分离子时得到的废液、和/或浓缩、降温、结晶和干燥过程得到的废液。
7.权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤e)中，先将所述萃取液与步骤d)得到的木质素溶液混合后再去除和回收混合溶液中的乙醇。
8.权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤f)蒸馏后得到的糖汁酸液2用于步骤a)的第一次酸解或步骤b)的二次酸解。
9.权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤e)或步骤f)回收的乙醇中的一种或两种和步骤h)蒸馏得到的粗酒合并，经过精馏、脱水后得到95%以上的燃料乙醇；步骤h)得到的活酵母返回步骤h)的扩繁程序循环使用，重复利用6次后，回收制备得到酵母蛋白饲料。
10.权利要求1所述的方法，具体步骤如下：
1）采收玉米秸秆，可以是新鲜秸秆，亦可以是晒干的秸秆。原料运至加工厂后，采用ZL200910136184.3中公开的大批量秸秆除叶装置去除玉米秸秆叶子，该机器在清除秸秆叶子的同时，直接将玉米秸秆打成长度小于2厘米丝状物；
2）将95%浓硫酸，用4-10%浓度的稀糖汁配制成含5‰稀硫酸的稀糖汁液，以备制浆使用；所需稀糖汁液的总量按所处理秸秆体积的1/5准备；秸秆处理量完成至1/5后，产出的步骤17）获得的稀糖汁可替代本步骤配制的稀糖汁液，用于制浆；
3）用不锈钢泵将步骤2）制备的稀糖汁液或者步骤10）和步骤17）得到的稀糖汁液泵入耐酸高浓磨浆机进料口，形成连续不断的水流以备送料制浆；用输送带将步骤1）制成的玉米秸秆的丝状物料，源源不断地从磨浆机进料口喂入，调整稀酸或者稀糖汁流量，使之与秸秆体积比为2~5︰1混合物料，通过耐酸磨浆机制成超过80目的稀酸浆料，浆料从磨浆机出口排进制浆池；
4）将步骤3）制成的浆料，用螺杆泵输送入搪瓷反应罐，然后控制浆料中的水含量不超过85%；
5）用10%的稀硫酸溶液调整硫酸浓度，使步骤4）得到的浆料中硫酸浓度保持在5‰的目标浓度；
6）待步骤5）的浆料硫酸浓度调好后，关闭反应罐，送蒸汽加温，直至罐内温度升至
90℃，保持30分钟，完成玉米秸秆一次酸解，使玉米秸秆的果胶充分溶解进入稀酸液；
7）将步骤6）酸解处理后的玉米秸秆浆料从反应罐中排放到料仓，然后用不锈钢切割泵，通过不锈钢管道将热浆料送入不锈钢挤浆机，至此，步骤6）的浆料被分离成含水50%的渣料和富含果胶和糖汁的水溶液；
8）将步骤7）得到的渣料，按其体积的2倍加步骤2）配制的稀糖汁液，浸泡20分钟，再用螺杆泵泵入搪瓷反应罐，待浆料灌满后，关闭反应罐，通入蒸汽，使温度上升至120℃，保持1小时，完成二次酸解，使渣料的淀粉、半纤维素、多糖充分降解；
9）待步骤8）搪瓷反应罐温度降至100℃以下时，将二次酸解处理后的浆料排入料仓，再用耐温切割泵送入挤浆机，将步骤8）处理后的浆料分离成渣料和富含降解糖的水溶液；
10）将步骤9）获得的渣料，按体积1︰1加入清水浸泡，待渣料糖汁充分浸出后，再用挤浆机压榨，获得稀糖汁和渣料，稀糖汁返回步骤3）制浆；
11）将步骤10）获得的渣料，按渣料体积的5倍加入30%乙醇，按1g/L比例添加KOH催化剂，混匀后，用螺杆泵送入搪瓷反应罐，关闭反应罐，送入蒸汽加热，使温度上升至100℃，保持1小时，完成渣料的醇解过程，使渣料的木质素充分降解；
12）待步骤11）醇解后的浆料，温度降至50℃以下，将浆料排入料仓，然后用切割泵泵入挤浆机，将纤维素与木质素溶液分离；
13）将步骤12）获得的渣料，先用30%乙醇清洗，然后用清水洗净，漂白，即获得纤维素；
14）将步骤12）和步骤13）获得的木质素乙醇萃取液蒸馏，使溶液中的乙醇浓度降低，同时回收酒液；浓缩液待乙醇挥发殆尽，由于木质素不溶于水而析出，将析出木质素过滤，洗净，干燥，即获得木质素；回收的酒液继续用于醇析，或用于蒸馏燃料乙醇；
15）将步骤7）获得的果胶液，用耐酸泵送入耐酸罐内，按与玉米秸秆干物质4~7%比例添加活性炭，进行果胶液脱色；脱色后过滤获得的果胶液，按果胶液体积的1.5倍加95%乙醇，完成果胶醇析过程，使果胶变成絮状物析出；再将富含果胶絮状物的浆液，用切割泵送入离心机，将糖汁和果胶分离；糖汁送入蒸馏器蒸馏，回收乙醇；
16）清洗步骤15）过滤获得的果胶固形物，干燥，粉碎，即获得果胶粉；
17）将步骤9）得到的富含降解糖的水溶液和步骤15）糖汁蒸馏后获得的糖汁酸液混合，控制糖浓度在18-20%；
18）将步骤17）得到的浓度在18-20%的糖汁，按生成的(NH4)2SO4为1g/L的比例加氨水，按10g/L的比例加MgSO4、按5g/L的比例加KH2PO4、按5g/L的比例加CaCl2，再加少量熟石灰，将水溶液至pH值调整至4到5；
19）按步骤18）调制好的糖汁溶液，取其中的1/1000，稀释成糖度为2%的水溶液，投入酵母罐中，按步骤18）制备糖液的1/万比例取糖质酒精安琪酵母，投入罐中，并用无菌风给罐中稀糖液增氧，进行酵母扩繁2小时；
20）将步骤18）调制好的水溶液，用自吸泵抽送入发酵袋，同时将步骤19）扩繁的酵母液，随抽入发酵袋的水溶液投入发酵袋中，然后封闭发酵袋进行厌氧发酵20至48小时，检测残余还原糖含量，当还原糖含量小于0.5%并连续3次检测维持不变时，酒精发酵结束，得到残留的沉淀物和酒液清液；
21）保留步骤20）发酵袋内残留的沉淀物——活酵母，用于下次糖液发酵，重复利用6次后，待酵母活性下降，回收酵母，清洗，干燥，用于制备酵母蛋白饲料；
22）提取步骤20）发酵成熟后的酒液清液，用自吸泵抽送入蒸馏釜，经过蒸馏提取40%（v/v）粗酒，再与步骤14）回收的酒液和步骤15）回收的乙醇一起精馏、脱水提取浓度不低于95%(v/v)的燃料乙醇和醪液；
23）将步骤22）蒸馏后的醪液，按溶液中干物质4~7%比例，加活性炭，完成醪液的脱色；
过滤获得清液和活性炭渣；
24）将步骤23）获得的清液，通过阴、阳、阴离子交换柱，部分去除溶液中的阴、阳离子，获得富含木糖的溶液；
25）将步骤24）获得的溶液，通过纳米超滤，进一步去除溶液的带电盐分离子；
26）将步骤25）获得的木糖溶液浓缩，降温，加晶核，结晶，干燥，获得木糖结晶粉；
27）将步骤26）、25）、24）的废液和步骤23）、15）的废渣及步骤24）离子交换柱洗脱液混合，得到液体肥料。
一种玉米秸秆高价值综合利用的方法
技术领域
背景技术
发明内容
1，将得到的混合物料制成超过80目的浆料，并控制浆料中的水含量在85%以下，将浆料温度升至70~100℃，保持25~40分钟，完成玉米秸秆第一次酸解，使玉米秸秆中的果胶充分溶解进入稀糖汁；将浆料分离成含水50%的渣料1和富含果胶和糖汁的水溶液1；
具体实施方式
成80目的浆料，体积大约为5m ；
2500元，其它，3593元，总成本费用为9800元。加工2吨玉米秸秆的利润为17210.5元（未含折旧、销售、仓储、运输等其他间接成本）。
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